你有没有想过,宇宙中那些“看不见摸不着”的粒子,为什么能以接近光速在银河里乱飞?它们就像来自星际的子弹,速度快得离谱,却又无处不在。科学家们称它们为——宇宙线。更奇怪的是,当人类测量这些粒子的能量时,发现能谱上有一个诡异的“膝盖”形拐点。这个“宇宙的膝盖”,困扰了科学家整整70年。直到最近——中国科学家用高海拔宇宙线观测站:“拉索”,终于揭开了它的秘密。
时间回到上世纪五十年代。那时候,科学家们刚开始用探测器去捕捉来自宇宙的“粒子雨”,这些从天而降的高速粒子,能量高得惊人。那时没人知道它们从何而来、又为何而来,只觉得它们像宇宙给地球寄来的神秘快递。科学家给这些神秘的射线起了个名字:宇宙线。起初,大家以为这些粒子只是随机从宇宙飞来,没有规律可言。可当科学家们把几十年收集的数据画成一张“能量曲线图”时,却惊讶地发现了一个奇怪的“弯”。在某个能量值附近,粒子的数量突然大幅减少,能谱上出现了一个像膝盖一样的折点。于是,这个现象被形象地称为——“宇宙的膝盖”。名字听起来挺可爱,但它却让全球科学家头疼了70年:这个“膝盖”到底意味着什么?又是谁在“踢”这些粒子,让它们能量突然掉下来?几十年来,科学家们提出过无数猜想。有人说,是超新星爆炸在背后捣鬼。恒星死亡时释放的冲击波,把粒子加速到了极限;也有人认为,是星系碰撞或伽马暴这样的宇宙灾难造成的。
甚至还有人怀疑,这是不是宇宙本身设下的一道“能量上限”。但问题是——没有证据。所有这些理论都像拼图少了一块:能解释一部分,却永远拼不出完整的画面。就在全球科学界对“宇宙的膝盖”束手无策时,一位来自中国的“猎手”悄然登场,它就是“拉索”,全称是高海拔宇宙线观测站,它藏身于四川稻城的雪山之上,海拔高达4410米,与传统的天文望远镜不同,拉索并不靠“看光”来观测宇宙,而是专门捕捉那些肉眼看不见、速度接近光速的高能粒子。当这些神秘的宇宙线粒子从遥远的宇宙深处飞驰而来,一头撞进地球大气层时,它们会像烟花一样炸开,产生无数二次粒子和闪光。而“拉索”的任务,就是把这些闪光的信号一一记录下来,别看拉索在高原上静静地“躺着”,它的“感官”却极其敏锐。整个观测站布满了超过5000个高科技探测器,像一张铺展开的巨网,覆盖在大地之上。这些探测器每时每刻都在“聆听”能量的微妙变化,能在几毫秒内捕捉到粒子喷涌而下时的每一个细节。
所有这些数据汇聚到一起,就像拼出一张宇宙粒子的“全景地图”,揭示出它们的能量有多强、来自宇宙的哪个方向。2021年,拉索第一次让世界震惊。它捕捉到了迄今为止能量最高的伽马射线,能量高达“百亿亿电子伏特”,这个数字几乎是人类加速器的百万倍。这一发现举世轰动,国际顶级学术期刊《自然》不但将拉索的成果刊登在封面,还给出了极高评价:“拉索,正在改写我们对宇宙的认知。”但那只是开始。它更大的意义,在于为人类找到了**“宇宙膝盖”的关键线索。科学家们发现,在拉索捕捉的高能宇宙线数据中,出现了五个极其特殊的能量源。它们位于银河系的不同角落,却有着惊人的共性:都能将粒子加速到难以想象的能量级别。这意味着,人类第一次真正锁定了宇宙线的“发动机”所在——而这些发动机,竟然不是超新星,也不是伽马暴,而是黑洞系统。科学家们将拉索探测到的宇宙线能谱,与天文观测到的各种天体进行了反复比对,结果发现:那个“膝盖”拐点的位置,竟然恰好与某些黑洞系统所能提供的极限能量完全吻合。
换句话说,当粒子被黑洞加速到一定程度后,能量增长会突然“卡住”——形成“膝”形拐点。而拉索最新的数据还显示:在“膝盖”附近,不仅有理论预测的粒子分布,还有一小部分高能粒子,能量居然比理论上允许的还要高。这些发现彼此印证,终于让困扰科学界70年的谜题迎来答案。科学家们首次有了几乎铁证的理由,可以说:“宇宙的膝盖”,其实就是黑洞系统在宇宙线能谱上留下的“亲笔签名。这项突破性成果很快发表在国际顶级学术期刊上,瞬间在天体物理学界掀起了巨大波澜。回顾过去几十年,全球无数科学家都在孜孜不倦地追问:宇宙线的真正“源头”在哪里?拉索和中国科学团队这一次,终于用最直接、最有说服力的数据,给出了迄今为止最强有力的答案。拉索的发现,不仅揭开了宇宙线如何被加速的机制之谜,还为人类打开了一扇全新的窗户,让我们得以窥见黑洞内部那些极端、神秘的物理过程。
编辑:陈方
一审:李慧
二审:汤世明
三审:王超
